Balance Nergia

GUÍA DE EJERCICIOS Nº5 BALANCES METALÚRGICOS CON ENERGÍA Prof. Cátedra Alumno Ayudante Fecha : : : Alvaro Aracena, Dr. Eng. (c) Natalia Méndez Cea 16 de Noviembre de 2012

1. El calor neto delcombustible es de 8359 kcal/kg, se usa un 18% de aire en exceso y no existe oxígeno en los gases de salida. El metal entra a 298K y dejan el horno a 1200K a una tasa de 130 Ton/h. Los gases dejan el hornoa 1700K. El combustible es suministrado a razón de 100 kg/h y contiene 85%C, 14% H y 1% S. Calcule: a) La pérdida de calor b) La eficiencia térmica. Considere una capacidad calórica media de losgases de 1.05 kJ/kg/K. Para el acero considere un valor de 10.12 kcal/g-mol c) Que ocurre con la pérdida de calor si no se suministra combustible? Aumenta o disminuye? Calcule y obtenga un valor d) Laeficiencia térmica cambiaría si la composición del combustible cambia por 75%C, 17% H y 8% S? 2. Determine la TRA para la combustión de un gas compuesto por: 92% CH4, 1.3% CO2 y 6.7% N2, cuando: a) Seusa aire b) Se usa aire precalentado a 1000K y c) Se usa aire enriquecido a 30% O2. Gas y el aire (de a) y c)) entran a 298K Tome como datos: ∆H°f,CO2 = -94.05 cal/mol ∆H°f,H2O = -57.80 cal/mol ∆H°f,CH4= -17.89 cal/mol CpCO2 = 10.57+2.1×10-3T-2.06×105T-2 cal/mol/K CpH2O = 7.30+2.46×10-3T cal/mol/K CpN2 = 6.38+0.9×10-3T-0.12×105T-2 cal/mol/K 3. El vanadio es producido desde minerales por lareducción del óxido V2O5, con Ca metálico en un reactor. La reacción siguiente muestra tal reducción: 5Ca + V2O5 5CaO + 2V Con el fin de adsorber parte del calor en exceso evolucionado desde la reacciónanterior, se agrega SiO2 a una mezcla estequiométrica de reactante. Este SiO2 se combina con el CaO para formar un silicato: CaO + SiO2 = CaO*SiO2 Si 5 moles de SiO2 son agregados a la mezclaestequiométrica original del Ca y V2O5, por mol de V2O5, calcule la TRA de los productos. La temperatura inicial de todos los reactantes es de 298K. Datos: ∆H°f,V2O5 = -371800 cal/mol ∆H°f,CaO(s) = -151900...